月は迷子になりたくない場所ですが、GPSシステムなしで埃まみれの足跡を辿るのは少し難しいかもしれません。幸いなことに、宇宙エンジニアたちはこの制限を回避する方法を見つけたかもしれません。月面の地形をリアルタイムで3Dマップとして生成できるポータブルバックパックを設計したのです。
Kinematic Navigation and Cartography Knapsack（KNaCK）は、NASAと民間企業パートナーによる共同プロジェクトで、将来の探検家が月の南極地域（未踏の探査地域）を探索する際に役立つことを目的としています。KNaCKはオンデマンドのリアルタイムナビゲーションシステムであり、パルスレーザーを用いて近傍の物体や地表の特徴までの距離を測定します。NASAによると、月面では、バックパックを背負った宇宙飛行士に、このシステムによって周囲の3D高解像度地図を提供できる可能性があるとのことです。
この技術は周波数変調連続波ライダーと呼ばれ、1秒間に数百万点の測定点から速度と距離を測定でき、乱れた塵粒子の速度と距離も測定できます。一言で言えば、実に素晴らしい技術です。
「基本的に、このセンサーはナビゲーションと科学地図作成の両方に使える測量ツールであり、センチメートルレベルの精度で超高解像度の3Dマップを作成し、豊富な科学的文脈を与えることができます」と、NASAマーシャル宇宙飛行センターでKNaCKプロジェクトを率いるマイケル・ザネッティ氏は声明で述べています。「また、月のようなGPSが利用できない環境において、宇宙飛行士と探査車の安全確保にも役立ちます。遠く離れたランドマークまでの実際の距離を特定し、探査者にこれまでの移動距離と目的地までの残り距離をリアルタイムで表示します。」
NASAは、アルテミス計画の一環として、2025年以降に人類を再び月面に送り込む計画を立てています。しかし今回は、宇宙飛行士が月の南極付近に着陸します。この地域は科学者にとって特に興味深い場所で、月探査の貴重な資源として活用できる地下水氷が存在する可能性を示唆する証拠があります。
しかし、月の南極の大部分は影に覆われているため、将来の宇宙飛行士が月面ピットストップまでの距離を推定することが困難になる可能性があります。月面で過ごす時間は貴重であるため、KNaCKは船外活動に必要な酸素量の正確な測定を容易にします。
「人間は、特定の建物や木立といったランドマークを頼りに自分の位置を把握する傾向があります」とザネッティ氏は述べた。「月にはそういったものは存在しません。KNaCKは、月面を移動する探査機が、遠くの山頂や作戦基地への移動、方向、そして方位を継続的に把握できるようにします。さらに、珍しい鉱物や岩石を発見した場所を特定の場所としてマークすることもできるので、他の探査機が容易に再訪してさらなる研究を行うことができます。」
KNaCKは2021年11月にニューメキシコ州ポトリロの古代の火山クレーターで試験運用され、4月下旬には同州キルバーンホールにあるNASA太陽系探査研究仮想研究所（SSERVI）で再度試験運用される予定です。このナビゲーションシステムを開発するチームは、現在約40ポンド（約18kg）あるバックパックの重量を軽減し、月面での過酷な太陽放射と微小重力から電子機器を保護することに取り組んでいます。
さらに：NASAは、次期月面探査車を着陸させるのに実に絶好の場所を選んだ。
